一种易组装的双臂六自由度机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种易组装的双臂六自由度机器人，包括底座和分别连接在底座两侧的两个六自由度机械臂，每个机械臂均包括依次连接的关节一、大臂、关节二、小臂和机械手，关节一和关节二结构完全相同，大臂和小臂结构完全相同，所述关节一通过舵机、轴承与大臂相连，所述大臂通过舵机、轴承和连接件与关节二相连，各部件通用性高，模块化设计，方便拓展和组装，可以在基础结构上自由增加关节或大、小臂进行拓展，便于教学中灵活展示，各部件结构特殊设计，结构牢靠，运转精度高，易拆装、易维护，尤其适合教学展示、教学实验等场合使用。

An Easy-to-Assemble Six-Degree-of-Freedom Robot with Two Arms

The invention relates to a two-arm six-degree-of-freedom robot, which is easy to assemble, including a base and two six-degree-of-freedom manipulators connected on both sides of the base respectively. Each manipulator includes joints 1, arm, joint 2, arm and manipulator connected in turn. The structure of joint 1 and joint 2 is identical, and the structure of arm and arm is identical. The joint 1 passes through a steering gear, a bearing and a manipulator. The arm is connected with the joint through the steering gear, bearing and connecting parts. The components have high versatility, modular design, convenient expansion and assembly, can freely add joints or big arms to the basic structure for expansion, and can be flexibly displayed in teaching. The structure of each component is special designed, reliable, high operating precision, easy to disassemble and assemble, easy to maintain, especially suitable for teaching. Teaching demonstration, teaching experiment and other occasions.

【技术实现步骤摘要】
一种易组装的双臂六自由度机器人
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种易组装的双臂六自由度机器人。
技术介绍
随着现代制造业的发展，自动化与智能化程度不断提高，机器人已经广泛应用于生产、运输、物流，甚至商超、游乐场等场合，在实际生活中发挥着重要的作用。机械臂也是机器人的一种，是一种高科技自动化生产设备，具有耐疲劳，环境适应性强，抓举力量大等优点，尤其广泛应用于工业，能有效取代工人进行高危、高强度作业，提高生产效率，降低人工成本。不过，工业机械臂一般体积庞大、操作危险度高，不太适合于教学展示、实验等场合。现有技术中出现了很多针对教学使用的机械臂，这些教学用机械臂基本上都是采用简单的U形板件构成各关节，舵机夹设在U形板件的内部，各关节采用螺钉或法兰连接，由舵机实现各关节摇摆或旋转，这种机械臂的缺点是：1、结构不牢靠、易变形，各部件之间运动精度底；2、装配工序复杂，各关节较难拆装，不便于更换零部件，不便于拓展；3、没有专门的布线通道，布线混乱，易缠绕。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种结构简单、运动精度高、易拓展、易组装的，尤其适用于教学使用的双臂六自由度机器人。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种易组装的双臂六自由度机器人，包括一个底座和分别连接在底座两侧的两个六自由度机械臂，每个机械臂均包括依次连接的关节一、大臂、关节二、小臂和机械手，每个机械臂的关节一分别转动连接在底座两侧，所述关节一和关节二结构相同，大臂和小臂结构相同，所述关节一通过舵机、轴承与大臂相连，所述大臂通过舵机、轴承和连接件与关节二相连，关节二与小臂的连接方式与关节一和大臂的连接方式相同，小臂与机械手的连接方式与大臂和关节二的连接方式相同，所述关节一、关节二、大臂和小臂均沿自身轴线方向从中间一分为二，左右两部分通过螺栓进行连接，所述关节一、关节二、大臂和小臂均设有沿自身轴线的通孔以方便布线。进一步地，所述关节一包括一体连接的上部和下部，下部整体为圆柱体，底面上设有与连接件匹配的凹槽，上部包括设在圆柱体顶面上的左耳和右耳，右耳上设有舵机槽一，舵机一安放在舵机槽一内，舵机一输出轴与关节一轴线垂直，左耳和右耳上还分别设有通孔一和轴承孔，舵机一的输出轴朝向通孔一，轴承孔中设置深沟球轴承，所述大臂包括一体连接的上部和下部，大臂的上部整体外轮廓为长方体，大臂的下部包括由上部的长方体侧面向下延伸而成的相互平行的左平板和右平板，左平板上设有舵盘槽，右平板上设有短轴。关节一与大臂连接时，大臂下部的左平板和右平板夹设在关节一的左耳和右耳的外部，舵盘一连接舵机一的输出轴后穿过通孔一容纳于大臂左平板上的舵盘槽内，并通过螺钉与与左平板固定连接，大臂右平板上的短轴与设在关节一右耳上的深沟球轴承内圈配合，由舵机一转动带动大臂实现摇摆。所述大臂的上部的内腔中设有舵机槽二，用于安放舵机二，舵机二输出轴与大臂轴线重合，舵机二输出轴连接舵盘二，大臂顶部对应舵机二输出轴的位置还设有通孔二。大臂与关节二连接时，连接件上部镶嵌在关节二底面上，连接件下部与舵盘二固定连接，舵盘二连接在舵机二输出轴上，位于关节二底面和大臂顶面之间的连接件外部还设有平面推力轴承，舵机二转动带动关节二实现转动。进一步地，所述机械手的底面上设有与连接件匹配的凹槽。进一步地，所述连接件上部为十字状，与关节一、关节二和机械手底部的凹槽过盈配合。进一步地，所述底座的底部为分布有圆孔的圆盘，用于固定安装，底座两侧设有方便线缆传递的孔。进一步地，所述机械手包括基座和连接在基座上的两个抓手，两个抓手与基座相连的一端均为不完全齿轮，两个不完全齿轮的齿轮部分相互啮合，机械手上还设有舵机三，舵机三与其中一抓手的不完全齿轮连接，实现舵机三转动时两抓手零件能够同时松开和抓紧。有益效果1、本专利技术的双臂六自由度机器人，关节一和关节二结构完全相同，大臂和小臂结构完全相同，关节二与小臂的连接方式与关节一和大臂的连接方式相同，小臂与机械手的连接方式与大臂和关节二的连接方式相同，即各部件通用性高，模块化设计，方便拓展和组装，可以在基础结构上自由增加关节或大臂、小臂进行拓展，便于教学中灵活展示。2、本专利技术的双臂六自由度机器人，其关节一、关节二、大臂和小臂均沿自身轴线方向从中间一分为二，方便舵机、舵盘、轴承以及连接件的安装，左右两部分通过螺栓进行连接，当需要更换零部件或拆卸时，松开螺栓将左、右两部分分开即可快速将零部件取出。3、本专利技术的关节一、关节二、大臂和小臂均设有沿自身轴线的通孔，使得整个机械臂的线路均通过中间的通孔进行布线，避免线路杂乱无章，在机械臂进行摆动或旋转时，有效防止线路缠绕，提高机械臂的稳定性和便携性。4、本专利技术的双臂六自由度机器人，具有特殊设计的关节和大、小臂，均由实体部分（关节一的圆柱体下部、大臂的长方体上部）和与实体部分一体连接的的片状连接部位（关节一的左耳、右耳，大臂的左平板、右平板）组成，实体部分开槽安放舵机，起到牢靠不易变形的效果，连接部分通过相互卡夹并结合轴承实现两部件的连接，相比传统的U形板件，具有结构牢靠、装配简单的特点。5、大臂和关节二及小臂和机械手之间设有通用的连接件，连接件镶嵌在相应部件底部，易拆易组装。6、本专利技术的机器人中各关节连接时使用了深沟球轴承和平面推力轴承，结合各部件特殊设计的结构，使得本专利技术机械臂运转精度高，结构牢靠不易变形。附图说明图1为本专利技术的双臂六自由度机器人整体结构图；图2为本专利技术的机械臂整体结构图；图3为本专利技术的关节一与大臂连接的爆炸图；图4为本专利技术的关节一与大臂连接的局部结构图；图5为本专利技术的大臂与关节二连接的爆炸图；图6为本专利技术的大臂与关节二连接的局部结构图；图7为本专利技术的大臂与关节二连接的整体机构图；图8为本专利技术的机械手部分的结构图。附图标记：1底座，2机械臂，3关节一，31左耳，32右耳，33舵机槽一，34舵机一，35舵盘一，36通孔一，37轴承孔，38深沟球轴承，4大臂，41左平板，42右平板，43舵盘槽，44短轴，45舵机槽二，46舵机二，47舵盘二，48通孔二，49平面推力轴承，5关节二，6小臂，7机械手，71基座，72抓手，73舵机三，74不完全齿轮，8连接件，81凹槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明，本专利技术使用了一些方位用语上、下、左、右，这些方位是参考附图中展示的方位来表达的，是相对的，不作为限位本专利技术的绝对方位。如图1-2，本专利技术涉及一种易组装的双臂六自由度机器人，包括一个底座1和分别连接在底座1两侧的两个六自由度机械臂2，每个机械臂2均包括依次连接的关节一3、大臂4、关节二5、小臂6和机械手7，每个机械臂2的关节一3分别转动连接在底座1两侧，其中，所述关节一3和关节二5结构相同，大臂4和小臂6结构相同，即它们可以彼此互换，所述关节一3通过舵机、轴承与大臂4相连，所述大臂4通过舵机、轴承和连接件8与关节二5相连，关节二5与小臂6的连接方式与关节一3和大臂4的连接方式相同，小臂6与机械手7的连接方式与大臂4和关节二5的连接方式相同，各部件通用性高，模块化设计，方便拓展和组装，可以在基础结构上自由增加关节或大臂、小臂进行拓展，便于教学中灵活展示。为了方便装配，本专利技术的关节一3、关节二5、大臂4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种易组装的双臂六自由度机器人，包括一个底座和分别连接在底座两侧的两个六自由度机械臂，每个机械臂均包括依次连接的关节一、大臂、关节二、小臂和机械手，每个机械臂的关节一分别转动连接在底座两侧，其特征在于：所述关节一和关节二结构相同，大臂和小臂结构相同，所述关节一通过舵机、轴承与大臂相连，所述大臂通过舵机、轴承和连接件与关节二相连，关节二与小臂的连接方式与关节一和大臂的连接方式相同，小臂与机械手的连接方式与大臂和关节二的连接方式相同，所述关节一、关节二、大臂和小臂均沿自身轴线方向从中间一分为二，左右两部分通过螺栓进行连接，所述关节一、关节二、大臂和小臂均设有沿自身轴线的通孔以方便布线。

【技术特征摘要】
1.一种易组装的双臂六自由度机器人，包括一个底座和分别连接在底座两侧的两个六自由度机械臂，每个机械臂均包括依次连接的关节一、大臂、关节二、小臂和机械手，每个机械臂的关节一分别转动连接在底座两侧，其特征在于：所述关节一和关节二结构相同，大臂和小臂结构相同，所述关节一通过舵机、轴承与大臂相连，所述大臂通过舵机、轴承和连接件与关节二相连，关节二与小臂的连接方式与关节一和大臂的连接方式相同，小臂与机械手的连接方式与大臂和关节二的连接方式相同，所述关节一、关节二、大臂和小臂均沿自身轴线方向从中间一分为二，左右两部分通过螺栓进行连接，所述关节一、关节二、大臂和小臂均设有沿自身轴线的通孔以方便布线。2.如权利要求1所述的一种易组装的双臂六自由度机器人，其特征在于：所述关节一包括一体连接的上部和下部，下部整体为圆柱体，底面上设有与连接件匹配的凹槽，上部包括设在圆柱体顶面上的左耳和右耳，右耳上设有舵机槽一，舵机一安放在舵机槽一内，舵机一输出轴与关节一轴线垂直，左耳和右耳上还分别设有通孔一和轴承孔，舵机一的输出轴朝向通孔一，轴承孔中设置深沟球轴承，所述大臂包括一体连接的上部和下部，大臂的上部整体外轮廓为长方体，大臂的下部包括由上部的长方体侧面向下延伸而成的相互平行的左平板和右平板，左平板上设有舵盘槽，右平板上设有短轴；关节一与大臂连接时，大臂下部的左平板和右平板夹设在关节一的左耳和右耳的外部，舵盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵萍，方韵，陈金虎，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34